JP2020038745A - Magnetic head and disk device having the same - Google Patents

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信宏 前東
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Abstract

To provide a magnetic head capable of improving to realize the quality of a read signal and a disk device having the same.SOLUTION: A magnetic head includes a first reproduction element R1, a second reproduction element R2, and a third reproduction element R3. On an air support surface 13, the first, second, and third reproduction elements are arranged side by side in a down-track direction DT with an interval in the order of the first, second, and third reproduction elements. A core width of the second reproduction element has a width equal to or more than half the width of the data track, and each core width of the first reproduction element and the third reproduction element is formed smaller than the core width of the second reproduction element. The first reproduction element is arranged at a position facing one end portion in a cross-track direction CT of the second reproduction element and overlapping a part of an adjacent data track, and the third reproduction element is arranged at a position facing the other end portion in the cross-track direction of the second reproduction element and overlapping a part of the adjacent data track.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明の実施形態は、磁気ヘッドおよびこれを備えるディスク装置に関する。   An embodiment of the present invention relates to a magnetic head and a disk device including the same.

ディスク装置として、磁気ディスクドライブは、ケース内に配設されたディスク状の記録媒体、すなわち、磁気ディスクと、磁気ディスクに対して情報のリード／ライトを行う磁気ヘッドと、を備えている。磁気ヘッドは、例えば、記録ヘッドおよび再生ヘッド（再生素子）を含んでいる。
再生ヘッドにおいて、再生素子のコア幅を広くするに従い、メディアジッターの平均化効果により読取り信号のＳＮ比が改善する。その反面、再生素子のコア幅を広くすると、隣接トラックの信号を多く読み取ってしまうため、ビットエラーレートが増加する。 As a disk device, a magnetic disk drive includes a disk-shaped recording medium provided in a case, that is, a magnetic disk, and a magnetic head for reading / writing information from / to the magnetic disk. The magnetic head includes, for example, a recording head and a reproducing head (reproducing element).
In the read head, as the core width of the read element is increased, the SN ratio of the read signal is improved due to the averaging effect of media jitter. On the other hand, if the core width of the reproducing element is widened, many signals on adjacent tracks are read, and the bit error rate increases.

特開２０１３−２３２２７１号公報JP 2013-232271 A 米国特許出願公開第２０１６／０２０３８３７号明細書US Patent Application Publication No. 2016/0203837 特開２０１５−００５３１９号公報JP-A-2005-005319

この発明の実施形態の課題は、隣接トラック信号の影響を除去し、読み取り信号の品質向上を図ることが可能な磁気ヘッドおよびこれを備えるディスク装置を提供することにある。   An object of an embodiment of the present invention is to provide a magnetic head capable of removing the influence of an adjacent track signal and improving the quality of a read signal, and a disk device including the same.

実施形態によれば、磁気ヘッドは、第１再生素子Ｒ１、第２再生素子Ｒ２、および第３再生素子Ｒ３を有する再生ヘッドと、記録媒体の表面に対向する空気支持面であって、前記第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子のそれぞれの先端面が露出した空気支持面と、を備えている。前記記録媒体に形成されるデータトラックの長手方向をダウントラック方向、前記データトラックの幅方向をクロストラック方向とすると、前記空気支持面において、前記第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子は、第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子の順で互いに間隔を置いて前記ダウントラック方向に並んで配置されている。前記第２再生素子のクロストラック方向のコア幅は、前記データトラックの幅と半分以上の幅を有し、前記第１再生素子および第２再生素子のクロストラック方向のコア幅は、前記第２再生素子のコア幅よりも小さく形成されている。前記第１再生素子は、前記第２再生素子のクロストラック方向の一端部に対向して、かつ、隣接データトラックの一部と重なる位置に配置され、前記第３再生素子は、前記第２再生素子のクロストラック方向の他端部に対向して、かつ、隣接データトラックの一部と重なる位置に配置されている。   According to the embodiment, the magnetic head is a read head having a first read element R1, a second read element R2, and a third read element R3, and an air support surface facing a surface of a recording medium, And an air support surface having an exposed front end surface of each of the first reproducing element, the second reproducing element, and the third reproducing element. Assuming that a longitudinal direction of a data track formed on the recording medium is a down track direction and a width direction of the data track is a cross track direction, the first reproducing element, the second reproducing element, and the third reproducing element are formed on the air supporting surface. The elements are arranged side by side in the down-track direction at an interval from each other in the order of a first reproducing element, a second reproducing element, and a third reproducing element. The core width of the second reproducing element in the cross track direction is at least half the width of the data track, and the core width of the first reproducing element and the second reproducing element in the cross track direction is the second width. It is formed smaller than the core width of the reproducing element. The first read element is disposed at a position facing one end of the second read element in the cross-track direction and overlapping a part of an adjacent data track, and the third read element is provided at the second read element. The element is arranged at a position facing the other end of the element in the cross track direction and overlapping a part of an adjacent data track.

図１は、実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を概略的に示すブロック図。FIG. 1 is an exemplary block diagram schematically illustrating a hard disk drive (HDD) according to an embodiment. 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッド、サスペンション、磁気ディスクを示す側面図。FIG. 2 is a side view showing a magnetic head, a suspension, and a magnetic disk in the HDD. 図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部をＡＢＳ側から見た平面図。FIG. 3 is a plan view of the head portion of the magnetic head as viewed from the ABS side. 図４は、前記ＨＤＤの等化回路の一例を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the equalization circuit of the HDD. 図５は、前記磁気ヘッドと比較例に係る磁気ヘッドについて、トラックピッチ方向位置とビットエラーレートとの関係を比較して示す図。FIG. 5 is a diagram showing a comparison between a position in a track pitch direction and a bit error rate of the magnetic head and a magnetic head according to a comparative example. 図６は、第１再生素子、第３再生素子のコア幅およびクロストラック方向位置とビットエラーレートとの関係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a bit width and a core width of a first reproducing element and a third reproducing element, and a position in a cross track direction. 図７は、実施形態に係るＨＤＤの磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置を概略的に示す平面図。FIG. 7 is an exemplary plan view schematically showing the position of the magnetic head with respect to the magnetic disk of the HDD according to the embodiment; 図８は、前記ＨＤＤの再生ヘッドとデータトラックとの位置関係を複数のスキュー角について比較して概略的に示す図。FIG. 8 is a diagram schematically showing a positional relationship between a reproducing head and a data track of the HDD for a plurality of skew angles.

以下図面を参照しながら、実施形態に係るディスク装置ついて説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 Hereinafter, a disk device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can appropriately change the configuration while maintaining the gist of the invention and easily understand it, and therefore, are included in the scope of the invention. In addition, in order to make the description clearer, the width, thickness, shape, and the like of each part may be schematically illustrated as compared with actual embodiments, but this is merely an example, and the interpretation of the present invention is not limited thereto. It is not limited. In the specification and the drawings, components similar to those described in regard to a drawing thereinabove are marked with like reference numerals, and a detailed description is omitted as appropriate.

（実施形態）
ディスク装置として、実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）について詳細に説明する。図１は、実施形態に係るＨＤＤを概略的に示すブロック図、図２は、浮上状態の磁気ヘッドおよび磁気ディスクを示す側面図である。
図１に示すように、ＨＤＤ１０は、矩形状の筐体１１と、筐体１１内に配設された記録媒体としての磁気ディスク１２と、磁気ディスク１２を支持および回転するスピンドルモータ２１と、磁気ディスク１２に対してデータの書込み（ライト）、読出し（リード）を行う複数の磁気ヘッド１６と、を備えている。また、ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を磁気ディスク１２上の任意のトラック上に移動するとともに位置決めするヘッドアクチュエータ１８を備えている。ヘッドアクチュエータ１８は、磁気ヘッド１６を移動可能に支持するキャリッジアッセンブリ２０と、このキャリッジアッセンブリ２０を回動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２２とを含んでいる。 (Embodiment)
A hard disk drive (HDD) according to the embodiment will be described in detail as a disk device. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an HDD according to the embodiment, and FIG. 2 is a side view showing a magnetic head and a magnetic disk in a floating state.
As shown in FIG. 1, the HDD 10 includes a rectangular housing 11, a magnetic disk 12 as a recording medium provided in the housing 11, a spindle motor 21 for supporting and rotating the magnetic disk 12, A plurality of magnetic heads 16 for writing (writing) and reading (reading) data to and from the disk 12 are provided. Further, the HDD 10 includes a head actuator 18 that moves and positions the magnetic head 16 on an arbitrary track on the magnetic disk 12. The head actuator 18 includes a carriage assembly 20 that movably supports the magnetic head 16 and a voice coil motor (VCM) 22 that rotates the carriage assembly 20.

ＨＤＤ１０は、ヘッドアンプＩＣ３０と、メインコントローラ４０と、ドライバＩＣ４８と、を備えている。ヘッドアンプＩＣ３０は、例えば、キャリッジアッセンブリ２０に設けられ、磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。メインコントローラ４０およびドライバＩＣ４８は、例えば、筐体１１の背面側に設けられた図示しない制御回路基板に構成されている。メインコントローラ４０は、Ｒ／Ｗチャネル４２と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）４４と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）４６と、を備えている。メインコントローラ４０は、ヘッドアンプＩＣ３０を介して磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。また、メインコントローラ４０は、ドライバＩＣ４８を介して、ＶＣＭ２２及びスピンドルモータ２１に電気的に接続されている。ＨＤＣ４４は、ホストコンピュータ４５に接続可能である。   The HDD 10 includes a head amplifier IC 30, a main controller 40, and a driver IC. The head amplifier IC 30 is provided, for example, on the carriage assembly 20 and is electrically connected to the magnetic head 16. The main controller 40 and the driver IC 48 are configured on, for example, a control circuit board (not shown) provided on the back side of the housing 11. The main controller 40 includes an R / W channel 42, a hard disk controller (HDC) 44, and a microprocessor (MPU) 46. The main controller 40 is electrically connected to the magnetic head 16 via the head amplifier IC 30. The main controller 40 is electrically connected to the VCM 22 and the spindle motor 21 via the driver IC 48. The HDC 44 is connectable to a host computer 45.

図１および図２に示すように、磁気ディスク１２は、垂直磁気記録媒体として構成されている。磁気ディスク１２は、例えば、直径８８．９ｍｍ（３．５インチ）の円板状に形成され非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面には、下地層としての軟磁性層１０２と、その上層部に、磁気記録層１０３と保護膜１０４とが順次積層されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ２１のハブに互いに同軸的に嵌合されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ２１により所定の速度で矢印Ｂ方向に回転される。
キャリッジアッセンブリ２０は、筐体１１に回動自在に固定された軸受部２４と、軸受部２４から延出した複数のサスペンション２６と、を有している。図２に示すように、磁気ヘッド１６は、各サスペンション２６の延出端に支持されている。磁気ヘッド１６は、キャリッジアッセンブリ２０に設けられた配線部材（フレキシャ）２８を介して、ヘッドアンプＩＣ３０に電気的に接続されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic disk 12 is configured as a perpendicular magnetic recording medium. The magnetic disk 12 has, for example, a substrate 101 formed in a disk shape having a diameter of 88.9 mm (3.5 inches) and made of a nonmagnetic material. On each surface of the substrate 101, a soft magnetic layer 102 as a base layer, and a magnetic recording layer 103 and a protective film 104 are sequentially stacked on the soft magnetic layer 102 as an underlayer. The magnetic disks 12 are coaxially fitted to the hub of the spindle motor 21. The magnetic disk 12 is rotated in a direction indicated by an arrow B at a predetermined speed by a spindle motor 21.
The carriage assembly 20 includes a bearing 24 rotatably fixed to the housing 11 and a plurality of suspensions 26 extending from the bearing 24. As shown in FIG. 2, the magnetic head 16 is supported at the extending end of each suspension 26. The magnetic head 16 is electrically connected to a head amplifier IC 30 via a wiring member (flexure) 28 provided on the carriage assembly 20.

図２に示すように、磁気ヘッド１６は浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体状に形成されたスライダ１５と、スライダ１５の流出端（トレーリング）側の端部に形成されたヘッド部１７とを有している。スライダ１５は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部１７は複数層の薄膜により形成されている。
スライダ１５は、磁気ディスク１２の表面に対向する矩形状のディスク対向面（媒体対向面、空気支持面（ＡＢＳ））１３を有している。スライダ１５は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面とＡＢＳ１３との間に生じる空気流Ｃにより、磁気ディスク１２の表面から所定量浮上した状態に維持される。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１２の回転方向Ｂと一致している。スライダ１５は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端１５ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端１５ｂを有している。磁気ディスク１２の回転に伴い、磁気ヘッド１６は、磁気ディスク１２に対して矢印Ａ方向（ヘッド走行方向）、すなわち、ディスクの回転方向Ｂと反対の方向、に走行する。 As shown in FIG. 2, the magnetic head 16 is configured as a floating type head, and has a slider 15 formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and a head portion 17 formed at an end on the outflow end (trailing) side of the slider 15. And The slider 15 is formed of, for example, a sintered body (altic) of alumina and titanium carbide, and the head portion 17 is formed of a plurality of thin films.
The slider 15 has a rectangular disk facing surface (medium facing surface, air support surface (ABS)) 13 facing the surface of the magnetic disk 12. The slider 15 is maintained in a state of flying above the surface of the magnetic disk 12 by a predetermined amount due to the airflow C generated between the disk surface and the ABS 13 due to the rotation of the magnetic disk 12. The direction of the airflow C matches the rotation direction B of the magnetic disk 12. The slider 15 has a leading end 15a located on the inflow side of the airflow C and a trailing end 15b located on the outflow side of the airflow C. As the magnetic disk 12 rotates, the magnetic head 16 travels in the direction of arrow A (head traveling direction) with respect to the magnetic disk 12, that is, in the direction opposite to the rotational direction B of the disk.

図３は、ＡＢＳ側から見た磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す平面図である。磁気ヘッド１６のヘッド部１７は、スライダ１５のトレーリング端１５ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド（リードヘッド）５４および記録ヘッド５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。再生ヘッド５４および記録ヘッド５８は、スライダ１５のＡＢＳ１３に露出する部分を除いて、非磁性の保護絶縁膜５３により覆われている。保護絶縁膜５３は、ヘッド部１７の外形を構成している。   FIG. 3 is an enlarged plan view showing a head portion of the magnetic head viewed from the ABS side. The head section 17 of the magnetic head 16 has a reproducing head (read head) 54 and a recording head 58 formed on the trailing end 15b of the slider 15 by a thin film process, and is formed as a separated magnetic head. The read head 54 and the write head 58 are covered with a non-magnetic protective insulating film 53 except for a portion of the slider 15 exposed to the ABS 13. The protective insulating film 53 forms the outer shape of the head unit 17.

記録ヘッド５８は、再生ヘッド５４に対して、スライダ１５のトレーリング端１５ｂ側に設けられている。記録ヘッド５８は、ＡＢＳ１３に対して垂直方向の記録磁界を発生させる主磁極６０、主磁極６０にライトギャップＷＧを置いて対向するライトシールド６２、および、主磁極６０とライトシールド６２で構成される磁気コアに巻き付けられた図示しない記録コイル等を備えている。主磁極６０は、高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成され、その先端はＡＢＳ１３に露出している。ライトシールド６２は、軟磁性材料で形成され、その先端部は、ＡＢＳ１３に露出している。主磁極６０およびライトシールド６２は、スライダ１５の長軸（中心軸線Ｃ）上に並んで配置されている。図３において、記録トラックの長手方向をダウントラック方向ＤＴ、記録トラックの幅方向をクロストラック方向ＣＴとしている。磁気ヘッド１６の処理動作時、スライダ１５は、磁気ディスク１２に対して、中心軸線Ｃがダウントラック方向ＤＴに沿って延在するように位置決めされる。主磁極６０の先端部の幅（クロストラック方向ＣＴの幅）Ｗ１は、磁気ディスク１２における記録トラックの幅Ｔに対して同等以下に設定されている。   The recording head 58 is provided on the trailing end 15b side of the slider 15 with respect to the reproducing head 54. The recording head 58 includes a main magnetic pole 60 for generating a recording magnetic field in a direction perpendicular to the ABS 13, a write shield 62 facing the main magnetic pole 60 with a write gap WG therebetween, and a main magnetic pole 60 and a write shield 62. A recording coil (not shown) wound around the magnetic core is provided. The main pole 60 is formed of a soft magnetic material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density, and its tip is exposed to the ABS 13. The write shield 62 is formed of a soft magnetic material, and its tip is exposed to the ABS 13. The main pole 60 and the write shield 62 are arranged side by side on the long axis (center axis C) of the slider 15. In FIG. 3, the longitudinal direction of the recording track is defined as a down-track direction DT, and the width direction of the recording track is defined as a cross-track direction CT. During the processing operation of the magnetic head 16, the slider 15 is positioned with respect to the magnetic disk 12 such that the central axis C extends along the down-track direction DT. The width (width in the cross-track direction CT) W1 of the tip of the main magnetic pole 60 is set to be equal to or less than the width T of the recording track on the magnetic disk 12.

図３に示すように、再生ヘッド５４は、記録ヘッド５８のリーディング側、すなわち、流入側に設けられている。再生ヘッド５４は、ＴＤＭＲ（Two Dimensional Magnetic Recording）を想定した複数の再生素子を備えている。本実施形態では、再生ヘッド５４は、第１、第２、第３の３つの再生素子（リーダー）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を備えている。各再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、例えば、トンネル接合（ＴＭＲ：Tunneling Magneto Resistive）素子を用いている。トンネル接合素子は、一般に、絶縁層を挟んで積層された磁化固着層（Ｐｉｎ層）（第１磁性体層）および磁化フリー層（Ｆｒｅｅ層）（第２磁性体層）を有している。なお、図中には記載されていないが、再生素子に通電するための電極あるいは電極膜が、再生素子の上下に設けられている。磁気コアの矩形状の先端面は、ＡＢＳ１３に露出し、ＡＢＳ１３とほぼ面一に配置されている。   As shown in FIG. 3, the reproducing head 54 is provided on the leading side of the recording head 58, that is, on the inflow side. The reproducing head 54 includes a plurality of reproducing elements assuming TDMR (Two Dimensional Magnetic Recording). In the present embodiment, the reproducing head 54 includes first, second, and third three reproducing elements (readers) R1, R2, and R3. Each of the reproduction elements R1, R2, and R3 uses, for example, a tunnel junction (TMR: Tunneling Magneto Resistive) element. Generally, a tunnel junction element has a magnetization fixed layer (Pin layer) (first magnetic layer) and a magnetization free layer (Free layer) (second magnetic layer) laminated with an insulating layer interposed therebetween. Although not shown in the figure, electrodes or electrode films for supplying current to the reproducing element are provided above and below the reproducing element. The rectangular tip surface of the magnetic core is exposed to the ABS 13 and is arranged substantially flush with the ABS 13.

ＡＢＳ１３において、第１ないし第３再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、所定の間隔を置いて、記録ヘッド５８側からリーディング端側に向かって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の順でダウントラック方向ＤＴに並んで配置されている。各再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、その長手方向が、クロストラック方向ＣＴと平行となる向きに、すなわち、ダウントラック方向ＤＴと直交する方向に延在する向きに配置されている。これにより、第１ないし第３再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、互いに平行に並んで配置されている。
再生対象のデータトラックＴ２にオントラックする第２再生素子Ｒ２は、クロストラック方向ＣＴのコア幅ＲＷ２が広く、データトラックＴのトラック幅ＴＷの半分以上に形成されている。第２再生素子Ｒ２の両側（ダウントラック方向の両側）に位置する第１再生素子Ｒ１および第２再生素子Ｒ２は、第２再生素子Ｒ２が拾った隣接データトラックＴ１、Ｔ３の信号分を再生するようにコア幅および素子位置を最適化している。 In the ABS 13, the first to third reproducing elements R1, R2, R3 are arranged in the down-track direction DT in the order of R1, R2, R3 from the recording head 58 side toward the leading end side at a predetermined interval. It is arranged in. Each of the reproducing elements R1, R2, R3 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the cross-track direction CT, that is, extends in the direction orthogonal to the down-track direction DT. Thus, the first to third reproduction elements R1, R2, R3 are arranged in parallel with each other.
The second reproducing element R2 on-tracking the data track T2 to be reproduced has a wide core width RW2 in the cross-track direction CT and is formed to be at least half the track width TW of the data track T. The first reproducing element R1 and the second reproducing element R2 located on both sides (both sides in the down track direction) of the second reproducing element R2 reproduce signals of the adjacent data tracks T1 and T3 picked up by the second reproducing element R2. Thus, the core width and the element position are optimized.

詳細には、第１再生素子Ｒ１のコア幅ＲＷ１および第３再生素子Ｒ３のコア幅ＲＷ３は、それぞれ第２再生素子Ｒ２のコア幅ＲＷ２の３０〜７０％に形成され、より好ましくは、４０％〜６０％程度に形成されている。第１再生素子Ｒ１は、第２再生素子Ｒ２のコア幅方向の一端部と対向し、隣接データトラックＴ１の側縁部と重なる位置に配置されている。第３再生素子Ｒ３は、第２再生素子Ｒ２のコア幅方向の他端部と対向し、隣接データトラックＴ３の側縁部と重なる位置に配置されている。本実施形態では、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３は、第２再生素子Ｒ２の中心に対して点対象に配置および形成されている   Specifically, the core width RW1 of the first reproducing element R1 and the core width RW3 of the third reproducing element R3 are each formed to be 30 to 70% of the core width RW2 of the second reproducing element R2, and more preferably 40%. About 60%. The first reproducing element R1 is arranged at a position facing one end of the second reproducing element R2 in the core width direction and overlapping the side edge of the adjacent data track T1. The third reproducing element R3 is arranged at a position facing the other end of the second reproducing element R2 in the core width direction and overlapping the side edge of the adjacent data track T3. In the present embodiment, the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 are arranged and formed symmetrically with respect to the center of the second reproducing element R2.

加えて、ダウントラック方向ＤＴに第１、第２、第３再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が順に配置された再生ヘッド５４により信号再生する際、第２再生素子Ｒ２を再生対象のデータトラックＴ２上に配置し、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３が両隣接データトラックＴ１、Ｔ３に配置される場合、スキュー角の影響による隣接信号除去効果をクロストラック方向ＣＴに同程度とする、すなわち、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３の効果を同程度とすることが望ましい。そのため、クロストラック方向ＣＴの間隔ＣＳ、ダウントラック方向ＤＴの間隔ＤＳは、第２再生素子Ｒ２を中心として、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３で同程度の距離に設定している。   In addition, when a signal is reproduced by the reproducing head 54 in which the first, second, and third reproducing elements R1, R2, and R3 are sequentially arranged in the down track direction DT, the second reproducing element R2 is placed on the data track T2 to be reproduced. And the first reproduction element R1 and the third reproduction element R3 are disposed on both adjacent data tracks T1 and T3, the adjacent signal removal effect due to the influence of the skew angle is made substantially the same in the cross-track direction CT. , It is desirable that the effects of the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 be substantially the same. Therefore, the distance CS in the cross-track direction CT and the distance DS in the down-track direction DT are set to be approximately the same distance between the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 with the second reproducing element R2 as the center.

図３において、データトラックＴ１〜Ｔ３のクロストラック方向ＣＴのトラックピッチをＴＰ、再生素子ｘと再生素子ｙとのクロストラック方向ＣＴの中心間の間隔をＣＳｘｙ、再生素子ｘと再生素子ｙとのダウントラック方向ＤＴの中心間の間隔をＤＳｘｙとする。
本実施形態における再生ヘッド５４では、各部の距離、寸法、配置は以下のように設定されている。
ＴＰ×０．１＜（ＲＷ１およびＲＷ３）＜ＴＰ×０．４、
ＴＰ×０．６＜ＲＷ２＜ＴＰ×１．２、
ＴＰ×０．１＜ＣＳ１２＜ＴＰ×１．０、
ＤＳ１２＞０、
ＣＳ１２およびＣＳ２３は、第２再生素子Ｒ２に対して対称で、ほぼ同程度の距離である。
ＤＳ１２およびＤＳ２３は、第２再生素子Ｒ２に対して対称で、ほぼ同程度の距離である。
ＲＷ１およびＲＷ３は、それぞれＲＷ２のほぼ半分程度である。 In FIG. 3, the track pitch of the data tracks T1 to T3 in the cross-track direction CT is TP, the interval between the centers of the reproducing elements x and y in the cross-track direction CT is CSxy, and the distance between the reproducing elements x and y is The distance between the centers in the down track direction DT is DSxy.
In the reproducing head 54 according to the present embodiment, the distance, size, and arrangement of each part are set as follows.
TP × 0.1 <(RW1 and RW3) <TP × 0.4,
TP × 0.6 <RW2 <TP × 1.2,
TP × 0.1 <CS12 <TP × 1.0,
DS12> 0,
CS12 and CS23 are symmetric with respect to the second reproducing element R2, and are approximately the same distance.
DS12 and DS23 are symmetric with respect to the second reproducing element R2, and are approximately the same distance.
RW1 and RW3 are each approximately half of RW2.

図４は、第１ないし第３再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３からの再生波形を２次元で処理する信号処理回路を示している。等化回路７０は、Ｒ／Ｗチャネル４２に設けられ、第１再生素子Ｒ１用の第１系統７０ａ、第２再生素子Ｒ２用の第２系統７０ｂ、および第３再生素子Ｒ３用の第３系統７０ｃの３系統を有している。各系統７０ａ、７０ｂ、７０ｃは、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）およびＡＤコンバータ（ＡＤＣ）を有している。３系統のＡＤＣからの出力は合成され、有限インパルス応答回路（ＦＩＲ）、軟出力ビタビアルゴリズム（ＳＯＶＡ）を介して、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ ＣＯＤＥ）へ送られる。
第１ないし第３再生素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で再生された信号は、ＡＦＥを通り、ＡＤＣによりサンプリングされる。各々の信号がＦＩＲにて２次元等化処理がなされる。その後、ＳＯＶＡ、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ ＣＯＤＥ）を介し復号処理が行われた後、ＨＤＣ４４へ送られる。 FIG. 4 shows a signal processing circuit for two-dimensionally processing a reproduced waveform from the first to third reproducing elements R1, R2, R3. The equalizing circuit 70 is provided in the R / W channel 42, and includes a first system 70a for the first reproducing element R1, a second system 70b for the second reproducing element R2, and a third system for the third reproducing element R3. 70c. Each system 70a, 70b, 70c has an analog front end (AFE) and an AD converter (ADC). The outputs from the three ADCs are combined and sent to a low density parity check code (LDPC CODE) via a finite impulse response circuit (FIR) and a soft output Viterbi algorithm (SOVA).
The signals reproduced by the first to third reproduction elements R1, R2, R3 pass through the AFE and are sampled by the ADC. Each signal is subjected to two-dimensional equalization processing by FIR. After that, the data is subjected to decoding processing via SOVA and a low-density parity check code (LDPC CODE), and then sent to the HDC 44.

上記のように構成された再生ヘッド５４を有する磁気ヘッド１６によれば、第２再生素子Ｒ２にて対象データトラックＴ２の信号を広く再生することでメディアジッターの平均化効果により再生信号のＳＮ比（ＳＮＲ）を改善させ、第２再生素子Ｒ２が拾った隣接データトラック信号分を再生するコア幅を持つ第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３により、ＴＤＭＲの再生信号処理にて効果的に隣接信号除去効果を得ることで、良好なビットエラーレート（ＢＥＲ）を達成することが可能となる。
図５は、本実施形態に係る再生ヘッド５４と比較例に係る再生ヘッドについて、トラックピッチ方向の各位置におけるビットエラーレートの程度を比較して示す図である。なお、比較例に係る再生ヘッドは、共通のコア幅を有する３つの再生素子をダウントラック方向に並べて配置した構成を有しているものとする。図５において、コア幅ＲＷｘおよびクロストラック方向ＣＴの間隔ＣＳｘｙをトラックピッチで規格化している。例えば、本実施形態に係る再生ヘッドでは、（ＲＷ１、ＲＷ２、ＲＷ３）＝（０．３５、０．７、０．３５）、（ＣＳ１２、ＣＳ２３）＝（−０．６、０．６）としている。比較例に係る再生ヘッドでは、（ＲＷ１、ＲＷ２、ＲＷ３）＝（０．５、０．５、０．５）、（ＣＳ１２、ＣＳ２３）＝（０、０）としている。
図５に示すように、本実施形態に係る再生ヘッド５４によれば、メディアジッターの平均化効果および隣接信号除去効果により、比較例に係る再生ヘッドに比較して、再生信号のビットエラーレートが大幅に改善していることが分かる。 According to the magnetic head 16 having the reproducing head 54 configured as described above, the signal of the target data track T2 is reproduced widely by the second reproducing element R2, so that the SN ratio of the reproduced signal is increased due to the media jitter averaging effect. (SNR) is improved, and the first reproduction element R1 and the third reproduction element R3 having a core width for reproducing the adjacent data track signal picked up by the second reproduction element R2 are effectively used in the reproduction signal processing of the TDMR. By obtaining the effect of removing the adjacent signal, a good bit error rate (BER) can be achieved.
FIG. 5 is a diagram showing a comparison between the read head according to the present embodiment and the read head according to the comparative example in terms of the bit error rate at each position in the track pitch direction. Note that the reproducing head according to the comparative example has a configuration in which three reproducing elements having a common core width are arranged in the down-track direction. In FIG. 5, the core width RWx and the interval CSxy in the cross-track direction CT are normalized by the track pitch. For example, in the reproducing head according to the present embodiment, (RW1, RW2, RW3) = (0.35, 0.7, 0.35) and (CS12, CS23) = (− 0.6, 0.6). I have. In the reproducing head according to the comparative example, (RW1, RW2, RW3) = (0.5, 0.5, 0.5) and (CS12, CS23) = (0, 0).
As shown in FIG. 5, according to the reproducing head 54 of the present embodiment, the bit error rate of the reproduced signal is lower than that of the reproducing head according to the comparative example due to the media jitter averaging effect and the adjacent signal removing effect. It can be seen that it is greatly improved.

図６は、ＲＷ１／ＲＷ３およびＣＳ１２／ＣＳ２３によるビットエラーレートへの影響量を示す図である。図では、ＲＷ２＝０．７５し、縦軸はリードオフトラックを振った最の最小ビットエラーレート（ＢＥＲ）を示している。ＲＷ１／ＲＷ３は０．４以下、ＣＳ１２／ＣＳ２３は０．４〜０．８に最適点が存在することが分かる。   FIG. 6 is a diagram showing the amount of influence on the bit error rate by RW1 / RW3 and CS12 / CS23. In the figure, RW2 = 0.75, and the vertical axis indicates the minimum bit error rate (BER) at which the lead-off track is shifted. It can be seen that RW1 / RW3 has an optimum point of 0.4 or less and CS12 / CS23 has an optimum point of 0.4 to 0.8.

図７および図８に示すように、磁気ディスク１２に対する磁気ヘッド１６の径方向位置に応じて、すなわち、データトラックＴに対する磁気ヘッド１６のスキュー角に応じて、再生素子の位置（オフセット量）が変動する。例えば、磁気ヘッド１６が磁気ディスク１２の径方向の内周側（ＩＮ）、中間部（Ｍ）、外周側（ＯＵＴ）に位置している場合、磁気ヘッド１６のスキュー角はそれぞれ大（＋）、ゼロ、大（−）となる。本実施形態の再生ヘッド５４によれば、第２再生素子Ｒ２を中心として、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３はクロストラック方向ＣＴおよびダウントラック方向ＤＴにそれぞれ同程度の距離に配置されている。そのため、スキュー角が、大（＋）、ゼロ、大（−）のそれぞれで、第２再生素子Ｒ２は再生対象のデータトラックＴ上に重なり、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３は隣接データトラック上にそれぞれ位置している。従って、磁気ヘッド１６にスキュー角が発生する状況でも、前述したようなメディアジッターの平均化効果により再生信号のＳＮ比（ＳＮＲ）を改善させ、ＴＤＭＲの再生信号処理にて効果的に隣接信号除去効果を得ることで、良好なビットエラーレート（ＢＥＲ）を達成することが可能となる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the position (offset amount) of the reproducing element changes according to the radial position of the magnetic head 16 with respect to the magnetic disk 12, that is, according to the skew angle of the magnetic head 16 with respect to the data track T. fluctuate. For example, when the magnetic head 16 is located on the radially inner side (IN), the intermediate part (M), and the outer side (OUT) of the magnetic disk 12, the skew angle of the magnetic head 16 is large (+). , Zero, and large (-). According to the reproducing head 54 of the present embodiment, the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 are arranged at approximately the same distance in the cross-track direction CT and the down-track direction DT with the second reproducing element R2 as the center. ing. Therefore, when the skew angle is large (+), zero, or large (-), the second reproducing element R2 overlaps the data track T to be reproduced, and the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 are adjacent. Each is located on a data track. Therefore, even in a situation where a skew angle occurs in the magnetic head 16, the SN ratio (SNR) of the reproduced signal is improved by the averaging effect of the media jitter as described above, and the adjacent signal is effectively removed by the TDMR reproduced signal processing. By obtaining the effect, a good bit error rate (BER) can be achieved.

本実施形態では、第１および第３再生素子Ｒ１、Ｒ３のコア幅は第２再生素子Ｒ２のコア幅の半分程度に形成している。また、第１再生素子Ｒ１と第３再生素子Ｒ３とはダウントラック方向ＤＴに重ならない配置とし、第２再生素子Ｒ２はダウントラック方向ＤＴに第１再生素子Ｒ１と第３再生素子Ｒ３との間に配置する構成としている。これにより、再生ヘッドの製造が容易になるとともに、磁気ヘッドのいずれのスキュー角においても、メディアジッターの平均化効果および隣接信号除去効果を実現することが可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、隣接トラック信号の影響を除去し、読み取り信号の品質向上を図ることが可能な磁気ヘッドおよびこれを備えるディスク装置が得られる。 In the present embodiment, the core width of the first and third reproducing elements R1 and R3 is formed to be about half the core width of the second reproducing element R2. Further, the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 are arranged so as not to overlap in the down-track direction DT, and the second reproducing element R2 is disposed between the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 in the down-track direction DT. It is configured to be arranged at This facilitates the manufacture of the reproducing head and makes it possible to achieve the media jitter averaging effect and the adjacent signal removing effect at any skew angle of the magnetic head.
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a magnetic head capable of removing the influence of an adjacent track signal and improving the quality of a read signal, and a disk device including the magnetic head.

本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements in an implementation stage without departing from the scope of the invention. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, components of different embodiments may be appropriately combined.

例えば、再生ヘッドにおいて、第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３は、第２再生素子Ｒ２に対して対称に配置されていればよく、クロストラック方向の配設位置は、第１再生素子Ｒ１と第３再生素子Ｒ３とが左右逆に配置されてもよい。再生素子の数は、３つに限らず、必要に応じて４個以上としてもよい。
本実施形態に係る磁気ヘッドは、瓦書き記録方式ＳＭＲ（Shingled Magnetic Recording）に適用してもよい。ＳＭＲにおいては、残存しているデータトラックと再生素子のコア幅との関係は前述した実施形態と同じになる。そのため、ＳＭＲでトラックピッチが１６％程度、狭まるとすると、一例では、ＳＭＲに対して以下のように再生ヘッド構成とすればよい。
（ＲＷ１およびＲＷ３）＜ＴＰ×０．４６４、 ＲＷ２＞ＴＰ×０．６９６、
ＣＳ１２＞ＴＰ×０．１１６
その他、ディスク装置を構成する要素の材料、形状、大きさ等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて種々変更可能である。 For example, in the reproducing head, the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 only need to be arranged symmetrically with respect to the second reproducing element R2, and the arrangement position in the cross track direction is the first reproducing element R1. And the third reproducing element R3 may be arranged left and right reversed. The number of reproducing elements is not limited to three, and may be four or more as necessary.
The magnetic head according to the present embodiment may be applied to a shingled write recording SMR (Shingled Magnetic Recording). In the SMR, the relationship between the remaining data track and the core width of the reproducing element is the same as in the above-described embodiment. Therefore, assuming that the track pitch is narrowed by about 16% in the SMR, in one example, the reproducing head may be configured as follows with respect to the SMR.
(RW1 and RW3) <TP × 0.464, RW2> TP × 0.696,
CS12> TP × 0.116
In addition, the materials, shapes, sizes, and the like of the elements constituting the disk device are not limited to the above-described embodiments, and can be variously changed as needed.

１０…磁気ディスク装置、１１…筐体、１２…磁気ディスク、１３…ＡＢＳ、
１４…スピンドルモータ、１５…スライダ、１６…磁気ヘッド、１７…ヘッド部、
１８…ヘッドアクチュエータ、３０…ヘッドアンプＩＣ、４０…メインコントローラ、
５４…再生ヘッド、Ｒ１…第１再生素子、Ｒ２…第２再生素子、Ｒ３…第３再生素子、
５８…記録ヘッド Reference numeral 10: magnetic disk drive, 11: housing, 12: magnetic disk, 13: ABS,
14 ... Spindle motor, 15 ... Slider, 16 ... Magnetic head, 17 ... Head part,
18 head actuator, 30 head amplifier IC, 40 main controller,
54: reproducing head, R1: first reproducing element, R2: second reproducing element, R3: third reproducing element,
58: Recording head

実施形態によれば、磁気ヘッドは、第１再生素子Ｒ１、第２再生素子Ｒ２、および第３再生素子Ｒ３を有する再生ヘッドと、記録媒体の表面に対向する空気支持面であって、前記第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子のそれぞれの先端面が露出した空気支持面と、を備えている。前記記録媒体に形成されるデータトラックの長手方向をダウントラック方向、前記データトラックの幅方向をクロストラック方向とすると、前記空気支持面において、前記第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子は、第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子の順で互いに間隔を置いて前記ダウントラック方向に並んで配置されている。前記第２再生素子のクロストラック方向のコア幅ＲＷ２は、前記データトラックの幅の半分以上の幅を有し、前記第１再生素子のクロストラック方向のコア幅ＲＷ１および第３再生素子のクロストラック方向のコア幅ＲＷ３は、前記第２再生素子のコア幅ＲＷ２よりも小さく形成されている。前記第１再生素子は、前記第２再生素子のクロストラック方向の一端部に対向して、かつ、隣接データトラックの一部と重なる位置に配置され、前記第３再生素子は、前記第２再生素子のクロストラック方向の他端部に対向して、かつ、隣接データトラックの一部と重なる位置に配置されている。 According to the embodiment, the magnetic head is a read head having a first read element R1, a second read element R2, and a third read element R3, and an air support surface facing a surface of a recording medium, And an air support surface having an exposed front end surface of each of the first reproducing element, the second reproducing element, and the third reproducing element. Assuming that a longitudinal direction of a data track formed on the recording medium is a down track direction and a width direction of the data track is a cross track direction, the first reproducing element, the second reproducing element, and the third reproducing element are formed on the air supporting surface. The elements are arranged side by side in the down-track direction at an interval from each other in the order of a first reproducing element, a second reproducing element, and a third reproducing element. The core width RW2 of the second reproducing element in the cross-track direction is at least half the width of the data track, and the core width RW1 of the first reproducing element in the cross-track direction and the cross-track of the third reproducing element. The core width RW3 in the direction is smaller than the core width RW2 of the second reproducing element. The first read element is disposed at a position facing one end of the second read element in the cross-track direction and overlapping a part of an adjacent data track, and the third read element is provided at the second read element. The element is arranged at a position facing the other end of the element in the cross track direction and overlapping a part of an adjacent data track.

Claims (5)

第１再生素子Ｒ１、第２再生素子Ｒ２、および第３再生素子Ｒ３を有する再生ヘッドと、
記録媒体の表面に対向する空気支持面であって、前記第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子のそれぞれの先端面が露出した空気支持面と、を備え、
前記記録媒体に形成されるデータトラックの長手方向をダウントラック方向、前記データトラックの幅方向をクロストラック方向とすると、
前記空気支持面において、前記第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子は、第１再生素子、第２再生素子、第３再生素子の順で互いに間隔を置いて前記ダウントラック方向に並んで配置され、
前記第２再生素子のクロストラック方向のコア幅は、前記データトラックの幅と半分以上の幅を有し、
前記第１再生素子および第２再生素子のクロストラック方向のコア幅は、前記第２再生素子のコア幅よりも小さく形成され、
前記第１再生素子は、前記第２再生素子のクロストラック方向の一端部に対向して、かつ、隣接データトラックの一部と重なる位置に配置され、
前記第３再生素子は、前記第２再生素子のクロストラック方向の他端部に対向して、かつ、隣接データトラックの一部と重なる位置に配置されている、
磁気ヘッド。 A read head having a first read element R1, a second read element R2, and a third read element R3;
An air support surface facing the surface of the recording medium, wherein the air support surface has an exposed end surface of each of the first, second, and third read elements.
When a longitudinal direction of a data track formed on the recording medium is a down track direction and a width direction of the data track is a cross track direction,
On the air supporting surface, the first reproducing element, the second reproducing element, and the third reproducing element are spaced apart from each other in the order of the first reproducing element, the second reproducing element, and the third reproducing element in the down-track direction. Placed side by side,
A core width of the second reproducing element in a cross track direction is equal to or more than half of a width of the data track;
A core width of the first reproducing element and the second reproducing element in a cross track direction is formed smaller than a core width of the second reproducing element,
The first read element is arranged at a position facing one end of the second read element in the cross-track direction and overlapping a part of an adjacent data track;
The third reproducing element is disposed at a position facing the other end of the second reproducing element in the cross-track direction and overlapping a part of an adjacent data track.
Magnetic head. 前記第１再生素子Ｒ１のコア幅ＲＷ１および前記第３再生素子Ｒ３のコア幅ＲＷ３は、前記第２再生素子Ｒ２のコア幅ＲＷ２の３０〜７０％に形成されている請求項１に記載の磁気ヘッド。   The magnetic field according to claim 1, wherein a core width RW1 of the first reproducing element R1 and a core width RW3 of the third reproducing element R3 are formed to be 30 to 70% of a core width RW2 of the second reproducing element R2. head. 前記第１再生素子Ｒ１および第３再生素子Ｒ３は、前記第２再生素子Ｒ２のクロストラック方向の中心に対して、点対称に配置されている請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。   3. The magnetic head according to claim 1, wherein the first reproducing element R1 and the third reproducing element R3 are arranged point-symmetrically with respect to a center of the second reproducing element R2 in a cross-track direction. 前記データトラックの幅方向のトラックピッチをＴＰ、クロストラック方向の再生素子の中心間の間隔をＣＳｘｙ、ダウントラック方向の再生素子の中心軸線間の間隔をＤＳｘｙとすると、前記第１再生素子Ｒ１、第２再生素子Ｒ２、第３再生素子Ｒ３は、以下の関係を満たすように形成および配置されている
ＴＰ×０．１＜（ＲＷ１およびＲＷ２）＜ＴＰ×０．４、
ＴＰ×０．６＜ＲＷ２＜ＴＰ×１．２、
ＴＰ×０．１＜ＣＳ１２＜ＴＰ×１．０、
ＤＳ１２＞０、
ＣＳ２３＝ＣＳ１２、
ＤＳ２３＝ＤＳ１２、
請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。 Assuming that the track pitch in the width direction of the data track is TP, the interval between the centers of the reproducing elements in the cross track direction is CSxy, and the interval between the central axes of the reproducing elements in the down track direction is DSxy, the first reproducing element R1, The second reproducing element R2 and the third reproducing element R3 are formed and arranged to satisfy the following relationship: TP × 0.1 <(RW1 and RW2) <TP × 0.4
TP × 0.6 <RW2 <TP × 1.2,
TP × 0.1 <CS12 <TP × 1.0,
DS12> 0,
CS23 = CS12,
DS23 = DS12,
The magnetic head according to claim 1. 磁気記録層を有する回転自在なディスク状の記録媒体と、
前記磁気記録層に対し情報を処理する請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気ヘッドと、
を備えるディスク装置。 A rotatable disk-shaped recording medium having a magnetic recording layer,
The magnetic head according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic head processes information on the magnetic recording layer.
Disk device comprising:
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